ケプラー1520b

ケプラー1520b

ケプラー1520bは、はくちょう座の方向、約2020光年（約620パーセク）彼方に位置する太陽系外惑星です。当初はKIC 12557548 bとして観測されていましたが、確認後にこの名称が与えられました。この惑星は、K型主系列星である主星ケプラー1520の周囲を周回しており、恒星の前を通過（トランジット）する際に生じる光の減衰を観測する手法によって発見されました。

特異な減光と崩壊の示唆

ケプラー1520bの最も注目すべき特徴は、トランジット時の主星の減光率が大きく変動することです。初めて存在が提案された2012年の観測では、0.2%から1.3%という広範囲にわたる不規則な減光が記録されました。この特異な減光パターンは、惑星そのものが急速に崩壊し、塵やガスといった物質を周囲に撒き散らしている可能性を示唆していました。

当時の研究では、この変動の原因として、互いに周回する二重惑星や、三重連星系における食変光星など、いくつかの可能性が検討されました。しかし、シミュレーションの結果などから、主星に非常に近い軌道を公転する惑星が、質量を放出しながら崩壊しているという説が最も有力とされました。惑星表面からの直接的な物質の蒸発（昇華）、あるいは主星の潮汐力による激しい火山活動、あるいはこれらの複合的な要因が、この崩壊現象を引き起こしていると考えられています。

2016年には、ウィリアム・ハーシェル望遠鏡を用いた観測によって、トランジット時の減光深度に色の依存性があることが検出されました。これは、惑星の通過だけでなく、崩壊によって生じた塵の雲が光を遮っていることの独立した証拠となり、ケプラー1520bがまさに崩壊しつつある低質量の岩石惑星であることが確認されました。

物理的特徴

ケプラー1520bの正確な質量は判明していませんが、質量損失率のモデルによると、その質量は地球の約2%（月の質量の2倍未満）を超えることはないと考えられています。計算からは、惑星形成時の質量の実に70%をすでに失っている可能性も示唆されており、現在の姿は鉄の核が露出した状態であることもあり得ます。半径に関しても直接的な測定は困難ですが、食連星の観測試行から、地球半径未満、具体的には約4600キロメートルよりも小さいと推定されています（アルベド=0.5の場合）。

主星に極めて近い軌道にあるため、その表面温度は非常に高く、約2255 K（摂氏約1982度）に達すると計算されています。これは、太陽系の金星の表面温度を遥かに凌駕する高温です。

主星ケプラー1520

ケプラー1520bが公転している主星ケプラー1520は、太陽よりもやや小型で低温のK型主系列星です。質量は太陽の約0.76倍、半径は約0.71倍です。表面温度は約4677 Kであり、これは太陽の約5778 Kと比較するとかなり低い値です。年齢は約44.7億年と推定されており、これは太陽の約46億年とほぼ同程度です。

地球からの見かけの明るさは16.7等級であり、これは肉眼で観測するには暗すぎる天体です。

軌道と将来の運命

ケプラー1520bは、主星ケプラー1520の非常に近傍を公転しています。その公転周期はわずか12時間強と、これまで発見された系外惑星の中でも特に短いものの一つです。軌道長半径は地球の軌道長半径の約0.01倍に過ぎず、これは太陽から水星までの距離（約0.38天文単位）と比べても格段に短い距離です。この近さゆえに、惑星は主星からの強い放射を受け、物質が昇華・蒸発して宇宙空間に散逸しています。

質量損失率は、10億年あたり約0.6から15.6地球質量と見積もられています。この急速な質量損失に基づくと、ケプラー1520bは約4000万年から4億年という比較的短い期間で完全に崩壊・消滅すると予測されています。惑星形成時のサイズは水星よりわずかに小さい程度だったと考えられており、地球質量の7%を超える惑星は10億年経ってもあまり質量を失わないという計算結果とも整合性があります。

ケプラー1520bの崩壊現象の研究は、将来、太陽が赤色巨星へと進化し、地球を含む内惑星にどのような影響を与えるかという、約50億〜70億年後の太陽系の運命を理解する上で重要な示唆を与えると期待されています。

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